《廣東省佛山市高中物理 第三章 萬有引力定律及其應(yīng)用 第1節(jié) 萬有引力定律學(xué)案 粵教版必修2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《廣東省佛山市高中物理 第三章 萬有引力定律及其應(yīng)用 第1節(jié) 萬有引力定律學(xué)案 粵教版必修2（5頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第一節(jié)《萬有引力定律》 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、了解人類對(duì)天體運(yùn)動(dòng)探索的發(fā)展歷程，了解開普勒行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 2、知道萬有引力定律的內(nèi)容及適用的范圍 二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn) 開普勒三定律與萬有引力定律的區(qū)別與聯(lián)系 三、課前預(yù)習(xí)（自主探究） 1．萬有引力定律的表達(dá)式　　　 　　，其適用條件　　　　　　　　　 . 2．引力常量：表達(dá)式中的為引力常量，其大小在數(shù)值上等于質(zhì)量各為1kg的物體相距1m時(shí)的萬有引力?！　　　　　　　∈强ㄎ牡显S首先利用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測出的。 3．分析天體運(yùn)動(dòng)的基本思路:把天體的運(yùn)動(dòng)看做是　　　　　　　,所需的向心力由　　　　　　提供,即　　　　　　=　　　　　　=　

2、　　　　　。 4．萬有引力定律具有普遍性、　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　。 5．(單選)發(fā)現(xiàn)萬有引力定律和測出引力常量的科學(xué)家分別是 （ ） A．牛頓、卡文迪許 B．開普勒、伽俐略 C．開普勒、卡文迪許 D．牛頓、伽俐略 課前自主預(yù)習(xí)答案: 1.,兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間 2.mkg 3.勻速圓周運(yùn)動(dòng),萬有引力,,, 4.相互性,宏觀性,特殊性 5．A. 四、課堂活動(dòng) （1）小組合作交流 知識(shí)點(diǎn)1：天體的運(yùn)動(dòng) 面對(duì)浩瀚的星空，你知道人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)曾經(jīng)存在 和 兩種相對(duì)立的學(xué)說，

3、 的學(xué)說更先進(jìn)，最終發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)的科學(xué)家是 。 重點(diǎn)歸納 1．地心說 托勒密發(fā)展了地心說，他認(rèn)為地球是宇宙的中心且靜止不動(dòng)，太陽、月亮及其他行星都繞其做圓周運(yùn)動(dòng)． 2．日心說 哥白尼提出日心說，他通過40多年的觀察發(fā)現(xiàn)，若假設(shè)太陽是宇宙的中心，地球和其他行星都圍繞太陽運(yùn)動(dòng)，對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的描述就會(huì)變得更加清晰． 3．開普勒定律 ① 開普勒第一定律(軌道定律)：所有行星圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上． ② 開普勒第二定律(面積定律)：太陽和行星之間的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相同的面積． ③ 開普勒第三定律(周期

4、定律)：所有行星繞太陽公轉(zhuǎn)周期的平方和軌道半長軸的立方成正 4．開普勒三定律透析： ①開普勒三定律不僅適用于行星圍繞太陽的運(yùn)動(dòng)，也適用于衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)，還適用于其它天體繞某一中心天體的運(yùn)動(dòng)。 ②比例系數(shù)k是一個(gè)與行星質(zhì)量無關(guān)的常量，但不是恒量。只有圍繞同一天體運(yùn)行的行星或衛(wèi)星，他們半長軸的立方與公轉(zhuǎn)周期的平方之比才是同一常數(shù)。在不同的星體系中，k值不同，常數(shù)k只與中心天體有關(guān)。 【例1】我國發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星，其近地點(diǎn)高度是h1＝439 km，遠(yuǎn)地點(diǎn)高度h2＝2 384 km，求近地點(diǎn)與遠(yuǎn)地點(diǎn)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的速率之比v1∶v2.(已知R地＝6 400 km，用h1、h2、R地表示，不計(jì)算

5、結(jié)果) 解：衛(wèi)星近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)在Δt內(nèi)掃過的面積分別為Rθ1和Rθ2，根據(jù)開普勒第二定律有： Rθ1＝Rθ2 即Rω1Δt＝Rω2Δt 又v1＝ω1R1，v2＝ω2R2，故v1R1＝v2R2 所以＝＝. 知識(shí)點(diǎn)2：萬有引力定律的理解 開普勒定律回答了行星如何繞太陽運(yùn)動(dòng)的問題，但沒有說明行星為什么這樣運(yùn)動(dòng)，科學(xué)家 最終回答了這個(gè)問題，他發(fā)現(xiàn)的規(guī)律叫 。 重點(diǎn)歸納 1．公式的適用條件 (1)質(zhì)點(diǎn)間的相互作用． (2)質(zhì)量分布均勻的球體，r為球心間距離（

6、非均勻物體時(shí)，r為兩物體重心的距離）． 2．對(duì)萬有引力定律的理解 (1)普遍性：引力存在于宇宙間任何有質(zhì)量的物體之間，是自然界中的一種基本相互作用． (2)相互性：兩個(gè)物體間的引力是一對(duì)作用力與反作用力． (3)宏觀性：微觀粒子質(zhì)量很小，它們之間的引力很小，可忽略不計(jì)；一般的兩個(gè)物體間的引力也很小(例如人與人之間)，也可忽略不計(jì)；只有在天體與天體之間、天體與一般物體之間的引力較大或很大時(shí)，引力才有宏觀上的意義． (4)特殊性：兩物體間的萬有引力只與它們的質(zhì)量、距離有關(guān)，而與其所在的空間性質(zhì)無關(guān)，與周圍有無其他物體無關(guān)． 易錯(cuò)易混 1．半長軸的理解 公式＝k中，半長軸a是AB間距

7、的一半(如右圖所示)，不要認(rèn)為a等于太陽到B點(diǎn)的距離；T是公轉(zhuǎn)周期，不要誤認(rèn)為是自轉(zhuǎn)周期． 2．萬有引力和重力的區(qū)別 ① 地球?qū)ξ矬w的引力是物體具有重力的根本原因，但重力又不完全等于引力．這是因?yàn)榈厍蛟诓煌５刈赞D(zhuǎn)，地球上的一切物體都隨著地球自轉(zhuǎn)而繞地軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這就需要向心力．這個(gè)向心力的方向是垂直指向地軸的，它的大小是F向＝mω2r(r是物體與地軸的距離，ω是地球自轉(zhuǎn)的角速度)．這個(gè)向心力是地球?qū)ξ矬w的引力F的一個(gè)分力，如圖3－1－3，引力F的另一個(gè)分力才是物體的重力mg. 圖

8、3－1－3 ②重力和萬有引力無論在大小還是在方向上都略有差別，但這種差別很小．所以一般情況下，可不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，認(rèn)為物體在地球表面所受重力的大小等于地球?qū)λ娜f有引力，即mg＝G.地球表面的重力加速度為g＝，其中M和R分別是地球的質(zhì)量和半徑． （2）課堂小測 單項(xiàng)選擇題 1．下列說法錯(cuò)誤的是( ) A．希臘科學(xué)家托勒密認(rèn)為地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，太陽、月亮以及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng) B．波蘭天文學(xué)家哥白尼提出了“日心說”，認(rèn)為太陽是宇宙的中心 C．“日心說”是德國天文學(xué)家開普勒提出的 D．開普勒定律描述了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，推動(dòng)了對(duì)天體動(dòng)力學(xué)的研究 2．對(duì)萬

9、有引力定律的公式F＝G的正確理解是( ) A．m1與m2之間的相互作用力大小相等，方向相反，是一對(duì)作用力和反作用力 B．由F＝G可知，當(dāng)r→0時(shí)，F(xiàn)→∞ C．公式中r是兩物體之間的距離 D．萬有引力常量G是普適恒量，因此G是沒有單位的 3．關(guān)于天體的運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是( ) A．天體的運(yùn)動(dòng)與地面上物體的運(yùn)動(dòng)遵循不同的規(guī)律 B．天體的運(yùn)動(dòng)是最完美的勻速圓周運(yùn)動(dòng) C．太陽從東邊升起，從西邊落下，所以太陽繞地球運(yùn)動(dòng) D．太陽系中所有行星都繞太陽運(yùn)動(dòng) 4．行星之所以繞太陽運(yùn)行，是因?yàn)? ) A．行星運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性作用 B．太陽是宇宙的控制中

10、心，所有星體都繞太陽旋轉(zhuǎn) C．太陽對(duì)行星有引力作用 D．行星對(duì)太陽有排斥力作用，所以不會(huì)落向太陽 5．發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的物理學(xué)家是( ) A．庫侖 B．伽利略 C．牛頓 D．愛因斯坦 6．根據(jù)開普勒定律，下列說法錯(cuò)誤的是( ) A．若人造地球衛(wèi)星的軌道是橢圓，則地球在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上 B．衛(wèi)星離地球越遠(yuǎn)，速率越小 C．衛(wèi)星離地球越遠(yuǎn)，周期越大 D．同一衛(wèi)星繞不同的行星運(yùn)行，的值都相同 7．兩個(gè)物體間的萬有引力大小為F，若它們間的距離增大為原來的2倍，則它們間的萬有引力的大小變?yōu)? ) A．2F

11、 B.F C．4F D.F 8．對(duì)于萬有引力，下列說法正確的是( ) A．蘋果總是落到地面上，說明地球?qū)μO果有引力，而蘋果對(duì)地球沒有引力 B．兩個(gè)物體間的引力總是大小相等，方向相反，是一對(duì)平衡力 C．萬有引力定律是牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行總結(jié)、歸納發(fā)現(xiàn)的 D．G是一個(gè)比例常數(shù)，沒有單位 9.某行星沿橢圓軌道運(yùn)行，遠(yuǎn)日點(diǎn)離太陽的距離為a，近日點(diǎn)離太陽的距離為b，過遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)行星的速率為va，則過近日點(diǎn)時(shí)的速率vb為( ) A．vb＝va B．vb＝va C．vb＝va D．vb＝va 雙項(xiàng)選擇題 10．下列說法正確的是

12、( ) A．地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的B．太陽是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的 C．宇宙每時(shí)每刻都是運(yùn)動(dòng)的，靜止是相對(duì)的 D．日心說認(rèn)為太陽是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn) 11．關(guān)于引力常數(shù)，下列說法正確的是( ) A．引力常數(shù)的物理意義是兩個(gè)質(zhì)量為1kg的物體相距1m時(shí)的相互吸引力 B．牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律時(shí)，給出了引力常數(shù)的值 C．引力常數(shù)的測出，證明了萬有引力的存在 D．引力常數(shù)的測出，使萬有引力定律具有了實(shí)用價(jià)值，人們可利用它去預(yù)測未知天體 12．對(duì)于萬有引力公式，下列說法正確的是( ) A．對(duì)于相距很遠(yuǎn)，可看成質(zhì)點(diǎn)的兩個(gè)物體，式中r為兩質(zhì)點(diǎn)間的距離 B．對(duì)于質(zhì)量分布均勻的球體，式中的r為兩球心間的距離 C．由公式可知，兩個(gè)相互靠在一起的物體，r可近似看做為零，故這兩個(gè)物體間的萬有引力趨于無窮大 D．對(duì)于任意兩個(gè)物體間的萬有引力，r表示兩物體重心間的距離 13．要使兩物體間萬有引力減小到原來的，可行的方法是 ( ) A．把兩物體的質(zhì)量都減為原來的一半 B．把兩物體的距離增加為原來的兩倍 C．使一個(gè)物體的質(zhì)量減半，兩物體距離加倍 D．使兩個(gè)物體質(zhì)量都加倍，同時(shí)使兩物體間距離增為原來的兩倍 五、課外作業(yè) 六、課后反思 5